DE2807290A1

DE2807290A1 - Fuellungsmaterial fuer feuerschutzelemente

Info

Publication number: DE2807290A1
Application number: DE19782807290
Authority: DE
Inventors: Dieter Dr Ing Hums
Original assignee: Ytong AG
Current assignee: Ytong AG
Priority date: 1978-02-21
Filing date: 1978-02-21
Publication date: 1979-08-23
Also published as: CH638264A5; ATA24679A; DE2807290C2; AT358247B

Description

Füllungsmaterial für Feuerschutzelemente
Die Erfindung betrifft ein Füllungsmaterial für Feuerschutzelemente wie für Feuerschutztür- oder -torblätter, Feuerschutzwandelemente oder dergleichen auf der Basis hochporöser hydraulisch gebundener Werkstoffe.
Fullungsmaterial für Feuerschutzelemente werden hauptsächlich als lose Schüttungen oder in Plattenform verwendet. Bekannt sind Asbesteinlagen, Asbestzementplatten, Faservliese aus Glasfasern oder Mineralwolle bzw. Mineralfasern, Kieselgursteine, Bimskalkzementbeton mit Asbest oder Asbestfasern usw. Diese Füllungsmaterialien haben die Aufgabe, wärmedämmend zu wirken; sie müssen weiterhin die wesentliche Eigenschaft besitzen, unbrennbar zu sein.
In diesem Zusammenhang ist auch schon die Verwendung von u.a. Poren- bzw. Gasbetenplatten als llärmedämmende unbrennbare Füllung fur Feuerschatztüren beschrieben worden. Beispielsweise soll eine Feuerschutztür nach dem DE-GBM 1 658 529 aus einem Holzrahmen bestehen, in den eine unbrennbare Füllung aus Gasbeton, Leichtbeton, Bimsbeton oder dergleichen eingebracht ist, während als Abdeckung durch eine feuerhemmende Imprägnierung unbrennbar gemachte Platten verwendet werden. In der DE-PS 71 487 wird eine feuerbeständige, druckfeste Tür beschrieben, bei der die Kernplatte aus Porenbeton, vorzugsweise dampfgehärtetem Gasbeton, und die Abdeckplatten aus Asbestzementhochdruckplatten bestehen sollen, wobei ein Stahlblechrahmen die Platten zusammenhalten soll. In bezug auf den Gasbeton wird die Anweisung gegeben, ein spezifisches Gewicht von 0,3 bis 0,6 zu wählen und darauf zu achten, daß der Gasbeton einen geringen Wassergehalt und relativ hohe Festigkeit aufweist, damit eine hohe Wärmedämmung gewährleistet wird.
Um zur vorliegenden Erfindung zu gelangen, ist man entgegen der bisherigen Lehre einen völlig anderen Weg gegangen, um ein Füllungsmaterial zu entwickeln, das gegenüber bekannten Produkten eine zeitlich längere Feuerbeständigkeit gewährleistet.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein nicht brennbares, wärmedämmendes Füllungsmaterial der eingangs beschriebenen Art, gekennzeichnet durch eine Rohdichte zwischen 0,15 bis 0,4 g/cm3, insbesondere unter 0,3, vorzugsweise 3 zwischen 0,2 und 0,3 g/cm , einen adsorbtiv gebundenen Wassergehalt von 20 bis 40 Gew.-% und einen chemisch gebundenen Wassergehalt von 8 bis 20 Gew.-%. Das erfindungsgemäße Füllungsmaterial soll vorzugsweise einen Wärmedämmwert von 0,05 bis 0,09 kcal/mh°C und Festigkeiten von 7 bis 20 kp/cm2 (0,7-2.0 N/mm2) aufweisen.
Das neue Füllungsmaterial soll sich ferner dadurch auszeichnen, daß es bei Erwärmung von Raumtemperatur auf etwa 10000 C nahezu kontinuierlich Wasser bzw. Wasserdampf abspaltet. Diese Wasserabgabe erfordert Wärmeenergie, die dem System entzogen und verbraucht wird, ohne daß die Temperatur über 100° C erhöht wird. Erst wenn das Wasser verdampft ist, besteht die Möglichkeit der Temperaturerhöhung. Dies bedeutet im Falle der zum Beispiel einseitigen Einwirkung von großer Hitze auf eine mit dem erfindungsgemäßen Material gefüllte Tür, daß die Austreibung des physikalisch und chemisch gebundenen Wassers feuerseitig beginnt und fortschreitet, wobei in der wasserhaltigen Zone lediglich 1000 C auftreten können.
Die Erhöhung und Höhe der Temperatur in der jeweiligen entwässerten Zone ist dann abhängig vom Wärmedämmwert des Füllungsmaterials, der im wesentlichen durch die hohe Porosität (geringe Dichte) bestimmt wird.
Die erfindungsgemäßen hydraulisch gebundenen Werkstoffe sollen vornehmlich Calciumsilikathydrate und/oder Calciumaluminathydrate und/oder Calciumaluminatferrithydrate aufweisen, die relativ viel Wasser physikalisch und chemisch binden und über einen weiten Temperaturbereich verteilt Wasser abgeben, so daß das Austreiben zonal lange andauert bzw. zonal lange eine Temperatur von maximal 100° C erhalten bleibt. Die Feuerbeständigkeit des neuen Füllungsmaterials wird gegenüber herkömmlichen Füllungen durch den ungewöhnlich hohen Wassergehalt und die kontiuierliche Wasserabgabe über einen breiten Temperaturbereich erheblich verlängert.
Besonders vorteilhaft ist ein Füllungsmaterial, das hauptsächlich aus einem Gemisch aus mehreren mineralischen Hydraten besteht, die das physikalisch und chemisch gebundene Wasser bei unterschiedlichen Temperaturen abgeben. Insofern eignet sich nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung als Füllungsmaterial ein Werkstoff, der entsprechend der Gasbetonverfahrensweise hergestellt wird aus einem breiigen Mörtel aus Kalk und/oder Zement, Zuschlagstoffen, Wasser und gasbildenden Stoffen. Im Gegensatz zum Baustoff Gasbeton, der die in DIN 4165 festgelegten Eigenschaften aufweisen muß, soll das erfindungsgemäß Füllungsmaterial andere spezifische Eigenschaften besitzen Im Gasbeton soll sich aus Festigkeits- und Schwindungsgründen möglichst nur eine Calciumsilikathydratphase, nämlich Tobermorit, bilden. Ferner soll das Gefüge so ausgebildet sein, daß möglichst wenig physikalisch gebundenes Wasser vorhanden ist, das zudem möglichst schnell schon bei der Lagerung ausgetrieben wird. Ferner soll der Gasbeton zur Gewährleistung der Festigkeit beachtliche Restquarzgehalte aufweisen. Demgegenüber soll das erfindungsgemäße Füllungsmaberial zur Erhöhung der Wärmedämmung möglichst quarzfrei sein, Calciumsilikathydratphasengemische aufweisen, die viel Wasser chemisch binden und ein Gefüge mit großem Mikroporenvolumen aufbauen, das erhebliche Wassermengen physikalisch bindet, wobei das Wasser nicht schon bei Raumtemperatur ohne weiteres ausgetrieben wird.
Ferner können als Füllmaterial dem Gasbeton ähnliche Produkte verwendet werden, ie beispielsweise Mikroporenbetene und/oder Schaumbetone, wobei in die Schaumbetone auch andere wärmedämmende Produkte, wie beispiesweise Perlit, eingearbeitet sein können.
Vorzugsweise werden die Rohstoffe und hydrothermalen Bedingungen derart gewählt, daß sich kalkreiche Calciumsi-1 ikathydratphasengemi 3chC insbesondere Gemische zur CSHI, CSHII, Tobermcrit, Gyrolit, Afillit, Tricalcium-Silikat-Hydrat, bilden. Diese Ausbildung der Phasengemischelag nct nahe, da bekanntlich die Festigkeiten von Werktoffen.
die diese Phasen aufweisen, nach der Entwässerung erheblich sinken. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat sich dies jedoch nicht als Nachteil erwiesen, weil die nicht entwässerten Schichten der Füllung in überraschender Weise als ausreichende Stützschichten fungieren.
Die Ausbildung der gewünschten Phasengemische, Kugelporen, Mikroporosität und damit zusammenhängend der hohen Wassergehalte und erforderlichen Festigkeit erzielt man insbes.
dadurch, daß als Zuschlagstoffe kieselsäurehaltige Produkte bzw. hochdisperse Kieselsäuren oder feingemahlene Sande mit RET-Oberflächen von 3 bis 10 m2/g, wie z.Bo feinstgemahlene Sande, verwendet werden, die vollkommen mit der Kalk-Komponente reagieren,und als gasbildenden Stoff extrem feine Alumi-2 niumpulver mit einer BET-Oberfläche von 3 bis 10 m gewählt werden, die zu einem hohen Feinstporenanteil führen.
Ferner ist bei der Herstellung vorgefertigter Platten vorteilhaft, breiige Mörtel mit hohem Bindemittelgehalt, vorzugsweise zwischen 27 und 35 Gew.-%, bezogen auf Feststoff, dampfzuhärten und im Mörtel einen hohen Wassermehlwert von etwa 0,5 bis 0,7 einzustellen. Zur Unterstützung der Grünplattenfestigkeit und der Festigkeit für die Handhabung der gehärteten Platten wird vorzugsweise ein Bindemittelgemisch aus Weißfeinkalk und Zement verwendet, wobei das Verhältnis dieser Bindemittel insbesondere 1 : 3 bis 1 : 1 betragen soll. Dabei hat sich außerdem verfahrenstechnisch als vorteilhaft erwiesen, zur Herstellung des Mörtels Feinkalke, insbesondere Weißfeinkalke, mit einem t60-Wert unter 10 Minuten, vorzugsweise zwischen 2 bis 6 Minuten, sogenannte Weichbrandkalke, zu verwenden und zunächst den Feinkalk mit Wasser und mit vorzugsweise dem feindispersen kieselsäurehaltigen Zuschlagstoff vorzumischen, anschließend einen calciumsulfatenthaltenden Zement ggf. zusammen mit feindispersem, kieselsäurehaltigen Material zuzusetzen,- den Mörtel weiterzumischen, danach das Gärmittel, vorzugsweise als sehr feines Aluminiumpulver, zuzusetzen und den Mörtel nachzumischen. Auf diese Weise erhält man nach den Verfahrensweisen der Gasbetonherstellung plattenförmige Füllungsmaterialkörper mit ungewöhnlich hoher Biegefestigkeit zwischen 43und 0,7 N/mm2,die die Handhabung der Platten in ausreichender Weise sichern. Die Platten eignen sich als Füllungsmaterial in bekannten beliebigen Feuerschutzelementen. Besonders vorteilhaft ist jedoch die Kombination der Platten in Feuerschutztüren mit Abdeckungen aus Metallplatten und einem Metallrahmen. Die Feuerbeständigkeit dieser Elemente konnte im Vergleich zu Elementen mit anderen FUllungen besonders erheblich verlängert werden, wobei sich als vorteilhaft erwiesen hat, für den Abtransport des Wasserdampfes Kanäle vorzusehen, die den Wasserdampf im unteren Teil bzw. unten aus dem Inneren des Türblattes nach außen leiten.
Zur Erhöhung der Grünfestigkeit der Platten und ihrer Biegefestigkeit nach der Dampfhärtung ist vorteilhaft, die Rohlinge mit einer Oberflächenarmierung mit Glasfasergeweben oder einem gleichwertigen anorganischen Gewebematerial zu versehen. Dieses Gewebe wird entweder leicht eingedrückt in die Oberfläche der grünen Platte oder mit einem mineralischen Mörtel auf der Oberfläche gehalten, so daß nach der Autoklavhärtung ein fester Verbund zwischen der Platte und dem Gewebe entsteht. Vorzugsweise werden hierbei alkaliresistente Glasfasergewebe verwendet. Die gewebebewehrten Platten weisen eine höhere Biegefestigkeit als stahlbewehrte Platten auf, denn die Bewehrung liegt im Bereich der größten Zugspannung. Die Gewebe vermindern darüber hinaus die Stoßempfindlichkeit der Platten. In gleicher Weise kann man eine Oberflächenarmierung aus Glasfasern auch nach der Dampfhärtung aufbringen.
Selbstverständlich ist es außerdem möglich und vorteilhaft, die erfindungsgemäßen Platten oderflächlich auch mit stoßunempfindlichen Platten wie z. B. Asbestplatten zu verbinden und als Sandwichelement in ein Türblatt einzubauen.
Beispiel: In einen Mischer werden 1010 kg Wasser gegeben. Dazu kommen 400 kg Rückgut aus der Gasbetonproduktion und 700 kg Sandmehl mit einer spez. Oberfläche von 7 m2/g. Nach gutem Durchmischen werden 350 kg Weichbrandkalk mit einer t60 Zeit von 3,5 min. zugesetzt. Nach einer Mischzeit von 60 sec. werden 150 kg Zement zugegeben und weitere 30 sec.
gemischt. Dann werden 2200 g Alu-Pulver mit einer spez.
Oberfläche von 8 m2/g untergemischt und nach 30 sec. die Mischung in eine Form gefüllt. Nach dem Gären und Abbinden wird der Block in die gewünschten Formate geschnitten und anschließend in einem Autoklaven 10 Stunden bei 11 bar Sattdampf gehärtet. Die so erhaltenen Platten werden mit alkaliresistentem Glasfasergewebe beschichtet und in Stahl türen mit Dampfabführungskanälen eingebaut.

Claims

ANSPRÜCHE Füllungsmaterial für Feuerschutzelemente wie Feuerschutztür- oder -torblätter, Feuerschutzwandelemente oder dergleichen auf der Basis hochporöser hydraulisch gebundener Werkstoffe, g e k e n n z e i c hn e t d u r c h eine Rohdichte zwischen 0,15 bis 0,4 g/cm3, insbesondere unter 0,3, vorzugsweise zwischen 0,2 und 0,3 g/cm³, einen adsorbtiv gebundenen Wassergehalt von 20 bis 40 Gew.-% und einen chemisch gebundenen Wassergehalt von 8 bis 20 Gew.-%.
2. Füllungsmaterial nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h -n e t d u r c h einen Wärmedämmwert von 0005-0909 kcal/mh°C0
3. Füllungsmaterial nach Anspruch 1 und/oder 2, g e -k e n n z e i c h n e t d u r c h Festigkeiten von 7 bis 20 kp/cm². (097 - 220 N/mm²).
4. Füllungsmaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß es bei Erwärmung von Raumtemperatur auf etwa 10000 C nahezu kontinuierlich Wasser bzw. Wasserdampf abspaltet.
5. FUllungsmaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß es im wesentlichen aus Calciumsilikathydraten und/ oder Calciumaluminathydraten und/oder Calciumaluminatferrithydraten besteht, die relativ viel Wasser physikam inch und chemisch binden und Uber eillell weiten Tr'-peraturbereich verteilt Wasser abgeben.
6. Füllungsmaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß es hauptsächlich aus einem Gemisch aus mehreren mineralischen Hydraten besteht, entsprechendder Gasbetonverfahrensweise hergestellt ist aus einem breieigen Mörtel aus Kalk und/oder Zement, Zuschlagstoffen, Wasser und gasbildenden Stoffen.
7. Füllungsmaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß es nahezu quarzfrei ist.
8. Füllungsmaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r e h g e k e n n z e i c h r. e t, daß es aus einem Gemisch aus kalkreichen Calciumsilikathydrate besteht, insbesondere aus einem Gemisch aus CSlII' CSHII Tobermorit, Gyrolit, Afwillit, Tricalcium-Silikat-Hydrat.
9. Verfahren zur Herstellung eines Füllungsmaterials nach Anspruch 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß ein breiiger Mörtel mit einem Bindemittelgehalt zwischen 27 und 35 Gew.-%bezogen auf Feststoff, dampfgehärtet wird und im Mörtel ein Wassermehlwert von 0,5 bis 0,7 eingestellt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß ein Bindemittelgemisch aus Weißfeinkalk und Zement verwendet wird, wobei das Verhältnis dieser Bindemittel 1 : 3 bis 1 : 1 beträgt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß Feinkalk, insbesondere Weißfeinkalk, mit einem t60-Wert unter 10 Minuten, vorzugsweise zwischen 2 bis 6 Minuten, verwendet wird.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zunächst Feinkalk mit Wasser und mit vorzugsweise einem feindispersen kieselsäurehaltigen Zuschlagstoff mit einer BET-Oberfläche von 3 bis 10 m2/g vorgemischt, anschließend ein calciumsulfathaltiger Zement ggf. zusammen mit einem feindispersen kieselsäurehaltigen Material. zugesetzt, der Mörtel weitergemischt, danach ein Gärmittel, vorzugsweise als sehr feines Aluminiumpulver, zugesetzt und der Mörtel nachgemischt wird.
13. Feuerschutzelement, enthaltend ein Füllungsmaterial gemäß den Ansprüchen 1 bis 8, g e k e n n z e i c h -n e t d u r c h die Kombination mit Abdeckungen aus Metallplatten und einem Metallrahmen.
14. Feuerschutzelement nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß für den Abtransport des Wasserdampfes Kanäle vorgesehen sind, die den Wasserdampf im unteren Teil bzw. unten aus dem Inneren des Türblattes nach außen leiten.
15. Füllungsmaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 in Plattenform, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Oberflächenarmierung mit Glasfasergeweben oder einem gleichwertigen anorganischen Gewebematerial.
16. Füllungsmaterial nach Anspruch 15, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t. , daß das Gewebe in die Oberfläche eingedrückt ist.
17. Füllungsmaterial nach Anspruch 16, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß das Gewebe aus einem alkaliresistenten Glasfasergewebe besteht, das mit einem Mörtel gehalten wird.
18. Füllungsmaterial nach Anspruch 1 bis 8 in Plattenform, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß es oberflächlich mit stoßunempfindlichen Platten, vorzugsweise mit Asbestplatten, sandwichartig verbunden ist.